Dev Blog

Множини та словники ​

Множини та хешованість ​

Хешованість (hashability) означає, що об’єкт має хеш, незмінний протягом його життя, та узгоджене з ним порівняння: рівні об’єкти повинні мати однаковий хеш. Це необхідно для ключів словника та елементів множини. Числа, рядки і кортежі лише з хешованих елементів підходять; списки, словники та звичайні множини – ні.

Порожню множину створюють як set(): {} створює словник. Метод add додає елемент; discard прибирає його, якщо він є, а за відсутності нічого не робить. remove за відсутності повідомляє KeyError. Не використовуйте pop() множини для випадкового вибору: він вилучає довільний елемент, але не забезпечує рівномірного розподілу.

py
a = {"python", "music", "sport"}
b = {"python", "art"}
print(sorted(a & b))
print(sorted(a | b))
print(sorted(a - b))
print(sorted(a ^ b))
print({"python"} <= a, a.isdisjoint({"math"}))
text
['python']
['art', 'music', 'python', 'sport']
['music', 'sport']
['art', 'music', 'sport']
True True

& утворює перетин, | – об’єднання, - – різницю, ^ – симетричну різницю: елементи лише однієї з двох множин. a <= b перевіряє підмножину, включаючи рівність; a < b – власну підмножину. isdisjoint перевіряє відсутність спільних елементів. Різниця несиметрична: a - b і b - a мають різний зміст.

Включення {word.casefold() for word in words} нормалізує текст і прибирає повтори. Воно доречне для тегів без урахування регістру, але не для даних, де регістр має значення. frozenset – незмінна множина. Вона може бути ключем словника, наприклад для пари команд без визначеного порядку. Множина не зберігає кількість повторів; для частот потрібен Counter.

Словники: ключі, значення та обхід ​

Ключ унікальний: повторне присвоєння замінює значення. У dict[str, list[int]] ключ – рядок, а значення – список цілих. Це природна модель журналу оцінок. Хеш-таблиця допомагає знаходити ключ без послідовного перегляду всіх пар (рис. 5.4). Однакові хеші різних ключів можливі; словник перевіряє також рівність.

Рис. 5.4. Спрощена модель пошуку у словнику

py
scores: dict[str, list[int]] = {"Анна": [80, 90]}
scores.setdefault("Олег", []).append(70)
print(scores.get("Іра", []))
print("Анна" in scores)
for name, marks in scores.items():
    print(name, marks)
text
[]
True
Анна [80, 90]
Олег [70]

d[key] спричиняє KeyError, якщо ключ відсутній. get(key, default) повертає запасне значення, нічого не вставляючи. setdefault повертає наявне значення або вставляє і повертає запасне. Його аргумент обчислюється при кожному виклику, навіть коли ключ уже існує. Пишіть key in d, якщо треба відрізняти відсутній ключ від None.

keys(), values() та items() повертають представлення (views), які відображають поточний стан словника. Це не незалежні копії. pop(key, default) вилучає значення та повертає його або запасне. update змінює словник, а left | right створює новий: за спільного ключа виграє праве значення. Це поверхневе об’єднання; вкладені словники не зливаються рекурсивно.

py
settings = {"theme": "light", "size": 12}
merged = settings | {"size": 14}
settings.update({"theme": "dark"})
print(settings, merged)
lengths = {name: len(name) for name in ["Анна", "Олег"]}
print(lengths)

Результат: {'theme': 'dark', 'size': 12} і {'theme': 'light', 'size': 14} у першому рядку; {'Анна': 4, 'Олег': 4} у другому. Оновлення значення не переміщує ключ; видалення і нове вставлення переміщують ключ у кінець. За повторного ключа у включенні залишиться останнє значення. Для зворотного телефонного довідника треба спочатку визначити, чи можуть кілька людей мати спільний номер.

Нумерація, синхронний обхід і зміни ​

enumerate(values, start=1) дає пари «номер – елемент». zip(a, b, strict=True) поєднує відповідні елементи та повідомляє ValueError, якщо довжини різні. Перевірка відбувається під час обходу: до помилки частина пар уже могла бути оброблена. Без strict=True обхід закінчується на найкоротшому джерелі. reversed(values) перебирає послідовність у зворотному порядку без створення нового списку.

py
names = ["Анна", "Олег"]
marks = [90, 85]
for number, (name, mark) in enumerate(
    zip(names, marks, strict=True), start=1
):
    print(number, name, mark)

Результат: 1 Анна 90 та 2 Олег 85. Розпакування вкладеної пари відображає структуру даних, створену двома функціями. Якщо потрібна атомарність операції, спочатку перевірте довжини або сформуйте всі пари, а вже потім змінюйте стан.

Не видаляйте елементи списку під час його прямого обходу: після зсуву наступний елемент може бути пропущений. Побудуйте новий список positive = [x for x in values if x > 0]. Не додавайте й не вилучайте ключі словника під час обходу його представлень. Для видалення використайте знімок list(d) або спочатку зберіть ключі окремо. Зміна значень за наявними ключами не є зміною розміру словника, але потребує зрозумілої логіки.